Вакуумная печь – агрегат для высокотемпературной обработки изделий в условиях отсутствия атмосферного воздуха, в результате которой улучшаются физические и химические параметры обрабатываемых материалов. Достоинством работы печей вакуумного типа является чистота осуществляемых исследований и однородность структуры полученных сплавов. Технология термического вакуумного воздействия предусматривает обработку в герметичном безвоздушном пространстве, что обеспечивает повышение прочности материала, удаление газовых вкраплений и примесей, а также препятствует формированию окислений. Устройства востребованы в производственных циклах металлургической отрасли и в сфере машиностроения, при организации космических разработок и на предприятиях атомной промышленности.
- Вакуумная печь – конструкция
- Дуговая вакуумная печь
- Вакуумная печь индукционная
- Водородная печь
- Высокотемпературная вакуумная печь
- Вакуумная печь муфельная
- Компрессионная вакуумная печь
- Производство вакуумных печей
Содержание:
Вакуумная печь – конструкция
Устройство вакуумных печей предусматривает наличие герметичной камеры нагрева, разреженная среда в которой формируется за счет работы откачных вакуумных насосов. В число основных технических характеристик высокотемпературных печей входят:
- Габаритные параметры устройства;
- Размеры рабочей камеры;
- Мощность электродвигателя;
- Рабочий температурный диапазон;
- Тип используемого нагревательного элемента.
Вакуумная печь – конструкция
Технологический цикл работы вакуумной печи предполагает откачку атмосферного воздуха из рабочей камеры для последующей обработки изделий в безвоздушной герметичной среде. Данные условия позволяют получать материалы с высокими показателями прочности и однородной структурой. Принцип действия вакуумных термических печей предполагает воздействие в рамках предустановленных температур на обрабатываемые детали, которые находятся в разряженном пространстве. Тип выполняемой обработки и функциональные характеристики агрегатов подбираются в соответствии с технологией производства и видом материала. Использование печей с вакуумной рабочей средой обеспечивает следующие преимущества:
- Низкий процент коробления изделий;
- Высокая однородность сечения деталей;
- Повышенные параметры плотности;
- На поверхности не формируются окислы;
- Пайка осуществляется без флюса;
- Автоматический контроль и настройка температур при нагревании;
- Отсутствие токсичных веществ;
- Длительное сохранение полученных характеристик;
- Не требуется дополнительная очистка.
Печи вакуумного типа характеризуются экологической безопасностью, так как в процессе работы отсутствует выделение вредных примесей и газов. Установки поддерживают как автономное функционирование, так и могут легко интегрироваться в существующие производственные комплексы.
Дуговая вакуумная печь
Вакуумные дуговые печи – термические установки промышленного назначения, которые поддерживают технологию плавления, спекания и сушки материалов. Принцип функционирования агрегатов базируется на высокотемпературном воздействии в условиях повышенного давления с граничными показателями нагрева до 2000°С. Основным рабочим узлом выступает электрическая дуга, которая формируется при прохождении постоянного тока. Процесс плавки металлов сопровождается выводом газовых пузырьков, что обеспечивает получение однородной структуры изделий. По функциональному признаку дуговые вакуумные печи делятся на:
- Установки с электродом расходуемого типа – электрическая дуга проходит между рабочей камерой, заполненной раскаленным металлом, и электродом;
- Агрегаты с нерасходуемым электродом – область размещения рабочей дуги проходит между обрабатываемым материалом и графитовым электродом.
Дуговая вакуумная печь
Для откачки атмосферного воздуха дуговые печи оснащаются вакуумными насосами с бустерным и форвакуумным принципом действия, которые предусматривают наличие системы воздушной фильтрации для предотвращения попадания пылевых частиц при нагнетании воздушного потока.
Вакуумная печь индукционная
Печи с индукционным принципом действия обеспечивают прогрев обрабатываемой поверхности путем трансформации электромагнитной энергии в тепловую. Создание электромагнитного поля осуществляется при работе индуктора, через который проходит переменный ток. Сформированный поток тепловой энергии воздействует на изделия, которые размещаются в области индукционного действия. За счет отсутствия атмосферного воздушного пространства обработка происходит равномерно, что обеспечивает гладкость и чистоту материалов без коррозийных окислений.
Устройство индукционной плавильной печи включает следующие элементы:
- Механизм трамбовки;
- Герметичную камеру;
- Индуктор;
- Систему вакуумной откачки;
- Загрузочный отсек;
- Термопару.
Вакуумная печь индукционная
Модификации вакуумных печей предусматривают модели с непрерывным и периодическим режимом работы. В установках с периодическим принципом действия процессы загрузки, очистки и подготовки холодного тигля осуществляются в открытой камере, в которой присутствует атмосферный воздух. Агрегаты непрерывного действия предусматривают загрузку и подготовку материала в безвоздушном вакуумном пространстве, что положительно сказывается на качестве получаемого металла.
Водородная печь
Водородные печи осуществляют обработку материалов в условиях высоких температур и при наличии газообразной рабочей среды, основу которой составляет водород либо 5% азотно-водородное соединение. В качестве нагревательного элемента используется молибденовая проволока, герметичность внешнего контура рабочей камеры обеспечивается за счет воздухонепроницаемого металла. Печи с водородной рабочей средой поддерживают вертикальный и горизонтальный вариант исполнения, что позволяет подобрать оптимальную модель с учетом свободного производственного пространства. Установки водородного типа предусматривают следующие функции:
- Отжиг и пайка металлических изделий;
- Обработка стеклянных материалов;
- Спекание керамики и порошковых металлов;
- Высокотемпературная обработка полупроводниковых сплавов.
Водородная печь
Предельная отметка рабочей температуры в печах водородного типа составляет 1600°С, для автоматической настройки и регулировки режима эксплуатации используются интеллектуальные контроллеры. Рабочая водородная атмосфера оборудования подходит для обработки магнитных материалов и тугоплавких металлов, карбидов цементированного типа и изделий из керамики.
Высокотемпературная вакуумная печь
Вакуумные печи высокотемпературного типа предусматривают нагрев материалов до отметки 1300°С и обеспечивают термическое воздействие на материал в безвоздушном пространстве. Печи данного типа применяются при обработке изделий с керамической и пластмассовой основой, а также для повышения эксплуатационных характеристик сплавов и металлов. Функциональные возможности установок позволяют осуществлять процессы пайки и закалки, просушивать и отжигать изделия, спекать и производить их формовку. Наиболее распространенными для использования на промышленных предприятиях являются печи для закалки образцов, для технологии металлургической отрасли оптимальны установки для плавления металлов.
По типу конструкции агрегаты предусматривают:
- Шахтные установки;
- Камерные печи;
- Колпаковые модели;
- Элеваторные устройства.
Высокотемпературная вакуумная печь
Вакуумные печи шахтного типа предназначены для высокотемпературной обработки тугоплавких металлов в условиях отсутствия атмосферного воздуха. Камерные агрегаты отличаются высокой экологической безопасностью, оптимальны для эксплуатации на производстве либо в лабораториях благодаря широкому функциональному набору и универсальности назначения. Модели с колпаковой модификацией изготавливаются из высокопрочных материалов, для производства корпуса установки применяется тугоплавкий металл. Функционирование колпаковых агрегатов осуществляется при низких параметрах давления рабочей газовой среды. Устройства элеваторного типа характеризуются высокой предельной отметкой нагрева – до 2000°С, охлаждение в конце рабочего цикла осуществляется с помощью водяного контура.
Вакуумная печь муфельная
Муфельная вакуумная печь – оборудование для плавления и обработки изделий в высокотемпературных условиях при отсутствии атмосферного воздуха. Агрегаты используются для воздействия на металлы и сплавы, а также керамические устройства. Принцип работы установок базируется на создании герметичного пространства с последующим заполнением рабочей камеры защитными газами инертного типа и выполнением рабочих программ. Модификации оборудования включают устройства с горизонтальным и вертикальным типом загрузки.
Конструкция установок муфельного типа предусматривает следующие компоненты:
- Герметичная камера с муфлем;
- Нагреватели спиралевидной формы;
- Теплоизоляционная прокладка;
- Керамическая дверца;
- Регулятор температур.
Вакуумная печь муфельная
Муфельные печи для закалки характеризуются трехсторонним нагревом, который осуществляет равномерный прогрев заготовок. Присутствие многослойной изоляции снижает потери тепла и дает возможность экономично расходовать электричество. Стенки герметичной камеры изготавливаются из материала с высокими параметрами жаропрочности, за счет специальной конструкции открывания дверей обеспечивается защита от теплового излучения.
Компрессионная вакуумная печь
Печи с вакуумно-компрессионным методом работы используются для спекания изделий в безвоздушном пространстве под действием высокого давления. Технологическим условием для глубокого прогрева является наличие герметичных условий в рабочей камере при отсутствии доступа атмосферного воздуха. Устройства применяются для проведения диффузионной сварки и процессов спекания металлов порошкового типа. Оборудование также поддерживает функции обезжиривания материалов и удаления газовых включений, сушки и вакуумизации веществ с замедленной скоростью.
Компрессионные вакуумные печи предусматривают наличие системы защиты, которая блокирует работу установки при фиксации неисправностей. Модели представлены как в стандартном исполнении, так и включают расширенный функциональный набор. Модификации вакуумных печей компрессионного типа включают различные габаритные параметры и конструктивные характеристики, что обеспечивает выбор оптимального агрегата с учетом технологических потребностей промышленных предприятий высокой и малой мощности.
Компрессионная вакуумная печь
Производство вакуумных печей
В процессе производства вакуумных печей применяются инновационные конструкторские решения и технологические разработки. Присутствие моделей с горизонтальным и вертикальным вариантом исполнения обеспечивает оптимальный выбор агрегата для производственных помещений с различными требованиями к свободному пространству.
Индукционные вакуумные установки комплектуются одной либо несколькими рабочими камерами. В однокамерных моделях тигль передвигается во внутреннем поле рабочей камеры. Двухкамерные термические устройства предусматривают отдельные отсеки для плавления и разлива обработанного металла. Агрегаты используются для расплавки черных металлов, железа и сплавов высоколегированного типа на промышленных предприятиях, а также в условиях научных и производственных лабораторий.
Производство вакуумных печей
На производстве вакуумных печей специализируются, как иностранные бренды, так и российские компании, в ассортименте которых представлены высокотехнологичные и надежные модели для высокотемпературной обработки изделий и сырья. Среди зарубежных производителей вакуумных установок для температурной обработки материалов ведущие позиции занимают:
- Торговые марки SCHMETZ, ALD, SECO/WARWICK и Nabertherm – Германия;
- Компании BMI и SIMUWU – Франция;
- Carbolite Gero – Великобритания.
Лидерами российского рынка в сегменте изготовления вакуумных печей выступают бренды Термионик, АКТАН ВАКУУМ, НПП МосЗЭТО, ЮниТек, ГКМП, Тула-Терм, которые предлагают установки различных модификаций, адаптированные под потребности отечественного потребителя. Широкий выбор вакуумных установок для термической обработки позволяет подобрать оптимальное решение с учетом технологических особенностей предприятия и финансовых возможностей.